[發明專利]基于子軌跡相交的城市路口中心識別及路口轉彎規則提取方法

有效

• 申請號: 202110352625.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113375685B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 胡蓉;鄒復民;廖律超;方衛東;陳漢林;徐翔;張茂林;甘振華;朱銓;張美潤;許偉輝;吳忠營
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 北京科名專利代理有限公司 11468
• 代理人: 陳朝陽

本申請提供了基于子軌跡相交的城市路口中心識別及路口轉彎規則提取方法：步驟一）選取一輛車的至少4個連續的軌跡點，通過計算相鄰兩個軌跡點的行駛角度差識別出具有轉彎特征的軌跡點，得到轉彎軌跡；將軌跡Tr分成兩條子軌跡；計算這兩條軌跡的反向延長線交點，并將該交點作為路口中心的候選點；再計算車輛轉彎前的角度和轉彎后的行駛角度；步驟二）通過DBSCAN聚類算法對候選點進行聚類分析，從而準確識別出路口中心位置；步驟三）再通過DBSACN聚類算法對轉彎軌跡點轉彎前的角度和轉彎后的角度進行聚類分析，從而識別路口的轉向交通規則。

技術領域

本發明涉及數據處理領域，特別涉及一種基于子軌跡相交的城市路口中心識別及路口轉彎規則提取方法。

背景技術

交通路口是城市路由的重要組成部分，在許多智能交通應用中是關鍵的技術之一。目前自動駕駛技術成為熱門研究領域，它能夠安全的在戶外環境中自動導航行駛，然而，一個重要的問題就是需要實時自動對交通路口進行可靠檢測以幫助自動駕駛汽車能完成自動導航。因此路口以及路口交通規則的自動提取是路徑導航的關鍵技術，而路徑導航不僅對無人駕駛汽車起著重要作用，同時也是傳統司機駕駛時路徑規劃的重要依據。交通管理部門為了控制交通流量的需要，常常會變更路口交通規則，如果自動導航地圖不能及時獲取這些路口及路口規則的變更信息，會導致交通狀況的惡化甚至導致嚴重的交通事故。試想，如果無人駕駛汽車被自動導航設備導航到某個不允許左轉的路口，試圖左轉，則違反了交通規則，另一方面，如果是司機根據導航設備行駛到這種路口，不得不自行改變行駛路徑，從而造成不必要的浪費，給交通帶來更大壓力。

同時，交通路口自動識別不僅是自動路徑規劃的關鍵技術，也可應用于數字地圖的自動更新。傳統的道路地圖的繪制需要昂貴的野外測量和勞力密集的制圖。近年來，定位技術在汽車等設備上的廣泛應用產生了海量的軌跡數據，為數字地圖的制作和更新提供了新的機遇。

然而往往由于這些數據的采集頻率固定，比如10到30秒發回一個數據點。因此，車輛在轉彎過程中不一定就向數據中心發送軌跡點，如果僅僅通過行駛角度的改變或者GPS位置的改變很難準確的定位交通路口的中心位置。如圖1所示：

車輛在轉彎行駛過程中，發回數據中心的軌跡點有Tr（p1,p2,p3,p4），這些軌跡點的GPS位置都不在路口的中心處，以這些軌跡點作為檢測路口的疑似點，然后通過其他聚類方法檢測出的路口中心位置會導致錯誤的交通路口識別。

發明內容

為了解決上述問題，本申請提出一種基于子軌跡相交的城市路口中心識別及路口轉彎規則提取方法，本申請采用如下技術方案實現：

基于子軌跡相交的城市路口中心識別及路口轉彎規則提取方法，包括如下步驟：

步驟一）選取一輛車的至少4個連續的軌跡點，通過計算相鄰兩個軌跡點的行駛角度差識別出具有轉彎特征的軌跡點，得到轉彎軌跡Tr（p1,p2,p3,p4）；將軌跡Tr分成兩條子軌跡：Tr1(p1,p2)和Tr2(p3,p4)；計算這兩條軌跡的反向延長線交點，并將該交點作為路口中心的候選點；再計算車輛轉彎前的角度和轉彎后的行駛角度；

步驟二）按照步驟一）的方法對通過該路口的多輛車進行計算，得到多個候選點；通過DBSCAN聚類算法對候選點進行聚類分析，從而準確識別出路口中心位置；

步驟三）再通過DBSACN聚類算法對轉彎軌跡點轉彎前的角度和轉彎后的角度進行聚類分析，從而識別路口的轉向交通規則。

進一步的，所述步驟一）中路口中心的候選點的計算方法具體為：

設路口中心點坐標為（p_x, p_y），軌跡點p1、p2、p3、p4的坐標分別為（x₁，y₁）、（x₂，y₂）、（x₃，y₃）、（x₄，y₄），則有：